C114訊 12月30日消息（水易）信息技術(shù)領(lǐng)域，光子是與電子并駕齊驅(qū)的基礎(chǔ)性支撐技術(shù)，在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算、智能感知、新型顯示等領(lǐng)域前景廣闊，有望成為新質(zhì)生產(chǎn)力的強(qiáng)勁引擎。同時(shí)，在微電子集成電路發(fā)展趨勢(shì)放緩背景下，光子技術(shù)不追求工藝尺寸的極限縮小，有望通過(guò)光電融合等新方式開(kāi)辟“后摩爾時(shí)代”新賽道。
近日，中國(guó)信息通信研究院發(fā)布《信息光子技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告（2024年）》，對(duì)信息光子的總體發(fā)展態(tài)勢(shì)、重點(diǎn)細(xì)分領(lǐng)域、光子材料與基礎(chǔ)工藝、光電融合的最新研究與應(yīng)用進(jìn)展等進(jìn)行了系統(tǒng)分析。
報(bào)告指出，從概念范疇來(lái)看，“信息光子”是光子學(xué)與信息科學(xué)的交叉領(lǐng)域，將光子作為載體，通過(guò)操控光子實(shí)現(xiàn)信息的獲取、傳遞、處理和呈現(xiàn)。
“信息光子”橫向包含光采集、光連接、光算存和光呈現(xiàn)四大細(xì)分領(lǐng)域；縱向包含核心光子芯片器件和材料、模塊級(jí)產(chǎn)品、系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品，并進(jìn)一步賦能上層各類(lèi)業(yè)務(wù)及應(yīng)用，價(jià)值鏈不斷延伸。
報(bào)告顯示，根據(jù)Photonics21等數(shù)據(jù)測(cè)算，2023年全球光子市場(chǎng)規(guī)模(包含信息及能量，核心芯片器件及材料、模塊級(jí)、系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品等)約9200億美元，其中光算存市場(chǎng)規(guī)模約數(shù)十億美元，光連接市場(chǎng)約數(shù)百億美元，光采集和光呈現(xiàn)市場(chǎng)約數(shù)千億美元。未來(lái)幾年AI將拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)增長(zhǎng)，2027年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)12000億美元。
目前，信息光子整體處于多樣化發(fā)展階段，光通信、光存儲(chǔ)、光采集、光呈現(xiàn)等傳統(tǒng)方向已處于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用階段，持續(xù)向更高性能、更多場(chǎng)景應(yīng)用等下一代路徑發(fā)展演進(jìn)；同時(shí)，芯片級(jí)光互連、光計(jì)算、新型存儲(chǔ)等新興方向涌現(xiàn)，新范式不斷構(gòu)建，在信息化全域的重要性更加凸顯。
光連接方面，持續(xù)向高速率、大容量、多場(chǎng)景等方向演進(jìn)。AI影響下速率迭代周期縮短，即將邁入T+b/s時(shí)代，并通過(guò)頻譜拓展和新型光纖等實(shí)現(xiàn)容量提升。另外隨著數(shù)據(jù)/智算中心的快速發(fā)展以及5G-A/6G持續(xù)推進(jìn)，光連接需求不斷增長(zhǎng)，并逐步由模塊或板卡極光互連向片間/片上光互連演進(jìn)。
同時(shí)，光連接由電信網(wǎng)絡(luò)、行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域向智算/超算互聯(lián)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域拓展，并逐步向海底/水下、衛(wèi)星、車(chē)載和芯片級(jí)互連延伸，應(yīng)用場(chǎng)景貫穿信息化全域。
光算存方面，基于光電混合架構(gòu)的專(zhuān)用模擬光計(jì)算為研究熱點(diǎn)，在處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理等涉及大量運(yùn)算工作負(fù)載、且不需要精確解的特定任務(wù)時(shí)，可作為協(xié)處理器為電計(jì)算“補(bǔ)充、加速”，目前產(chǎn)業(yè)生態(tài)還有待完善，未來(lái)有望進(jìn)入車(chē)載計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等泛在化、大眾化應(yīng)用場(chǎng)景。
光采集方面，可對(duì)距離、溫度、壓力、形變等多種參量進(jìn)行感知測(cè)量，基于多元化應(yīng)用場(chǎng)景，逐步向大規(guī)模、多功能、高精度、微型化、低成本、高可靠的集成式和分布式方向演進(jìn)。車(chē)載激光雷達(dá)、生物醫(yī)療傳感、分布式光纖傳感是目前應(yīng)用最廣泛的場(chǎng)景。
光呈現(xiàn)方面，光顯示技術(shù)已經(jīng)成為信息交互第一觸點(diǎn)和重要端口，未來(lái)幾年預(yù)計(jì)仍將以LCD和OLED兩大技術(shù)路徑為主線，Micro LED、印刷OLED、集成化、三維化等成為新重點(diǎn)。光成像技術(shù)將實(shí)物盡量真實(shí)地反映在虛擬的圖像上，不斷突破人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)極限，未來(lái)計(jì)算光學(xué)技術(shù)將“計(jì)算”融入到成像各個(gè)過(guò)程中。
報(bào)告還指出，信息光子的四大細(xì)分領(lǐng)域在獨(dú)立發(fā)展的同時(shí)也開(kāi)始向多功能融合化演進(jìn)，加速系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新與應(yīng)用裂變。包括構(gòu)建“通感一體”高效協(xié)同架構(gòu)體系，打造“光連接+光互連”新范式，探索“感算融合”“存內(nèi)計(jì)算”等新興方向。
另外，光電融合成為后摩爾時(shí)代重要選項(xiàng)，不僅在擴(kuò)展摩爾方向鋒芒初露，在超越CMOS方向亦有諸多可能性。
報(bào)告建議，我國(guó)及美、歐、日、韓等全球主要經(jīng)濟(jì)體均高度重視光子能力構(gòu)建，為推動(dòng)信息光子技術(shù)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，需加強(qiáng)戰(zhàn)略研究與統(tǒng)籌規(guī)劃、提升創(chuàng)新能力與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、深化生態(tài)建設(shè)與應(yīng)用牽引，促進(jìn)多方要素形成合力，“政產(chǎn)學(xué)研用”各類(lèi)主體共同打造融合式創(chuàng)新。
